Ciepłomierze służą do pomiaru energii cieplnej oddawanej przez przepływający czynnik grzewczy. Najczęściej stosowane są ciepłomierze kompaktowe przeznaczone do pomiaru zużycia energii cieplnej w budownictwie mieszkaniowym wielorodzinnym i jednorodzinnym z poziomą instalacją centralnego ogrzewania. Oferowane są również ciepłomierze do instalacji z pionowym rozprowadzaniem czynnika grzewczego.

Dokładne rozliczenie kosztów ciepła zużytego do ogrzewania mieszkań, domów jednorodzinnych i innych obiektów budowlanych możliwe jest dzięki ciepłomierzom montowanym w instalacjach centralnego ogrzewania o poziomym rozprowadzaniu czynnika grzejnego i podzielnikom kosztów ogrzewania w instalacjach o pionowym rozprowadzaniu nośnika ciepła.
Pomiar ilości ciepła sprowadza się do pomiaru objętości przepływającego czynnika grzewczego i różnicy temperatur na zasilaniu i odpływie instalacji grzewczej i przeprowadzeniu odpowiednich obliczeń.

Ciepłomierz kompaktowy Supercal 539 (Antap Grupa)

Budowa ciepłomierza

Ciepłomierz niezależnie od konstrukcji składa się z trzech podstawowych podzespołów, połączonych w funkcjonalną całość:
• przetwornika przepływu (przepływomierza),
• pary czujników temperatury,
• przelicznika wskazującego – integratora (licznika ciepła).
Integrator oblicza i wskazuje ilość ciepła przekazaną w obiegu wymiany ciepła – inaczej mówiąc, ilość energii cieplnej pobranej przez odbiorcę.
Ciepłomierz kompaktowy to zespolony w jednej obudowie integrator (licznik ciepła), przetwornik przepływu wirnikowy z wyjściem impulsowym lub ultradźwiękowy oraz para czujników temperatury. Przepływomierz może być zainstalowany na zasilaniu układu grzewczego lub na jego powrocie. Jego zadaniem jest zliczanie objętości przepływającej wody. Czujniki temperatury to zazwyczaj czujniki oporowe (rezystancyjne) platynowe, np. Pt 100, Pt 500 lub Pt 1000. Mierzą one temperaturę wody na zasilaniu i na powrocie układu grzewczego.
Ciepłomierz z przepływomierzem ultradźwiękowym umożliwia uzyskanie najwyższej i niezmiennej w czasie dokładności pomiarów. Sprzyjają temu:
• brak części ruchomych, co oznacza brak zużycia mechanicznego,
• pewna i niezawodna praca,
• precyzyjny pomiar, nawet przy niewielkich przepływach,
• odporność na zanieczyszczenia,
• niewielkie straty ciśnienia,
• szybki pomiar niezależny od pozycji zabudowy,
• brak wymagań w zakresie odcinków prostych za i przed ciepłomierzem,
• programowalna data samoczynnego odczytu,
• pamięć wskazań miesięcznych,
• interfejs opto-elektroniczny,
• autotest.

Ciepłomierz kompaktowy Hydrocal (BMeters Polska)

Przepływomierze
W przepływomierzu ultradźwiękowym sygnały ultradźwiękowe wysyłane są w kierunkach zgodnym i przeciwnym w stosunku do kierunku przepływu nośnika ciepła. Czas przebiegu sygnału od nadajnika do odbiornika poruszającego się w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu nośnika ciepła jest dłuższy niż czas przepływu sygnałów poruszających się w kierunku zgodnym z kierunkiem jego przepływu. Różnica czasów obu przebiegów jest proporcjonalna do prędkości przepływu nośnika ciepła, na podstawie której oblicza się objętość czynnika grzewczego. Przetworniki przepływu odpowiadają wymaganiom normy PN-EN 1434.
Ultradźwiękowa metoda pomiaru przepływu ma następujące zalety:
• wysoką dokładność,
• bardzo długi okres stabilnego pomiaru,
• znikome koszty eksploatacji.
W miejsce przepływomierzy ultradźwiękowych mogą być stosowane przepływomierze mechaniczne czyli wodomierze jedno- lub wielostrumieniowe. Urządzenia te wyposażone są w elektroniczne niemagnetyczne nadajniki impulsów, przekazywanych do integratora. W ciepłomierzach kompaktowych przeliczniki (integratory) montowane są na przepływomierzach. W innych konstrukcjach mogą być one instalowane w rozdzielnicach, na ścianach lub w innych dogodnych miejscach.

Ciepłomierz Supercal 539 (Enbra)

Integratory
Integratory to specjalizowane przeliczniki oparte na technice mikroprocesorowej, wykonywane w technice montażu powierzchniowego, wyposażone w układy niezbędne do przeliczania wartości pomiarów przepływu i temperatury, ich rejestracji i wyświetlania wyników. Odczyty dokonywane są na wielomiejscowym, jednorzędowym wyświetlaczu pokazującym jednostki i symbole.
Zmierzona objętość nośnika ciepła, zazwyczaj wody grzewczej, mnożona jest przez różnicę temperatur na wejściu oraz powrocie instalacji grzewczej, a uzyskane iloczyny są całkowane. Wynikiem całkowania jest ilość zużytej energii cieplnej. Jej wartość jest rejestrowana i wyświetlana w megadżulach (MJ), kilowatogodzinach (kWh) lub megawatogodzinach (MWh), a objętość wody grzewczej w m³. W celu ochrony i archiwacji zmierzone i obliczone wartości są zapisywane w nieulotnej pamięci EEPROM.

Ciepłomierz WF..407.. (Siemens)

Eksploatacja

W terminach ustalonych przez konstruktora, zazwyczaj raz na 24 godziny przelicznik przeprowadza autotest w celu wykrycia ewentualnych nieprawidłowości w pracy ciepłomierza z uwzględnieniem nieuprawnionych manipulacji. Wykryte nieprawidłowości w pracy sygnalizowane są na wyświetlaczu. W trakcie przeprowadzania autotestu bieżące wskazania są zapisywane w pamięci stałej urządzenia.
Ciepłomierze zasilane są zazwyczaj z baterii litowych o żywotności od 6 do 10 lat.
Odczytanie wskazań na wyświetlaczu ciepłomierza jest zazwyczaj możliwe na czterech poziomach, z których najważniejsze są dwa poziomy: tzw. poziom użytkownika i poziom serwisowy. Krótkie naciśnięcie przycisku, najczęściej umieszczonego pod wyświetlaczem, powoduje wejście na poziom odczytowy użytkownika, zaś jego dłuższe przytrzymanie powoduje wejście na poziom serwisowy. Na poziomie użytkownika można najczęściej odczytać:
• narastająco ilość zużytego ciepła,
• narastająco przepływ,
• przepływ bieżący,
• moc chwilową,
• aktualną temperaturę na wejściu,
• aktualną temperaturę na wyjściu,
• różnicę temperatur,
• impulsowanie przepływomierza,
• test wyświetlacza.
Na poziomie serwisowym dostępne są m.in. następujące dane:
• przepływ maksymalny wraz z datą,
• moc maksymalna wraz z datą,
• maksymalna temperatura wraz z datą,
• moc w bieżącym okresie pomiarowym,
• impulsowanie przepływomierza.

Zdalny odczyt danych

Przeliczniki umożliwiają zdalny odczyt danych i konfigurowanie. Stosowane są dwa sposoby elektronicznej obsługi odczytu i konfigurowania. Przy bezpośrednim dostępie do przelicznika możliwe jest wykorzystywanie złącza typu „opto”. Używając oprogramowania komputera PC przy pomocy złącza opto można odczytać zestaw danych: sumę ciepła, sumę ciepła drugiej taryfy, okres obliczeń, numer sieciowy, godzinę i datę, parametry zapisu danych do archiwacji, prędkość transmisji (M-Bus), numer użytkownika.
Ponadto przeliczniki wyposażane są w złącza służące do przyłączania różnego rodzaju interfejsów komunikacyjnych, np. M-Bus, RS 232, RS485, Lon Works. Możliwe jest tworzenie indywidualnych interfejsów z dowolnymi protokółami transmisji. Najczęściej jednak stosowane są interfejsy M-Bus. Złącza komunikacyjne umożliwiają odczytywanie wszystkich danych zgromadzonych w pamięci. Poprzez złącza możliwa jest zmiana dowolnych konfiguracji przelicznika z wyjątkiem tych, które wymagają ponownej legalizacji.

Komunikacja radiowa

Szczególnie wygodnym sposobem komunikowania się z przyrządem pomiarowym jest komunikacja radiowa. Umożliwia ona kompleksowe odczyty i ewidencję wskazań z urządzeń pomiarowych wyposażonych w wyjścia impulsowe (ciepłomierze, wodomierze, liczniki gazu itp.). Transmisja radiowa pozwala na odczyt wskazań wszystkich urządzeń pomiarowych zainstalowanych w mieszkaniu bez absorbowania użytkownika. Rozwiązuje problemy zamkniętych mieszkań, studzienek wodomierzowych, obiektów przemysłowych oraz innych trudnodostępnych miejsc, zwłaszcza pracujących bezobsługowo lub zdalnie sterowanych. Elastyczność systemów transmisji radiowej umożliwia ich dopasowanie do potrzeb i wymagań klienta, gwarantując dokładność odczytów, oszczędność czasu i ochronę przed nieuprawnioną ingerencją osób trzecich.
Oprogramowanie systemów transmisji radiowej umożliwia łatwe połączenie z różnego rodzaju modemami radiowymi, które połączone z komputerem PC lub palmtopem pozwalają na łatwy odczyt, kontrolę i konfigurację systemów zainstalowanych w osiedlach, budynkach wielorodzinnych, przedsiębiorstwach czy domach jednorodzinnych.
Moduły komunikacji radiowej pracują najczęściej na częstotliwości 868 MHz, mogą współpracować ze wszystkimi typami urządzeń wyposażonych w wyjścia impulsowe, mają zasięg do kilkuset metrów, wysoki stopień osłony obudowy od IP65 do IP68 i temperaturowy zakres działania zazwyczaj od około -20^oC do około 70^oC. Moduły radiowe charakteryzują się:
• możliwością połączenia z czterema urządzeniami,
• możliwością pracy jako wzmacniacz sygnału,
• odczytem bieżących wartości oraz możliwością odczytu najczęściej 24 archiwizowanych wartości,
• dostępem drogą radiową do zasobów pamięci (zapis / odczyt),
• możliwością zmiany parametrów użytkowych drogą radiową,
• synchronizacją zegara droga radiową,
• dwukierunkowym działaniem.

Michał Świerżewski
Opracowano na podstawie
materiałów firmowych